20CrMo钢干切削过程的有限元分析及性能实验

以20CrMo钢材料本构方程为基础,采用三维仿真软件Deform-3D 建立了20CrMo钢及其切削刀具的有限 元模型,对20CrMo钢的干切削过程进行了有限元仿真,得出了在不同切削用量下主切削力和切削温度的变化规 律,切削过程中刀具和工件的应力及切削热分布情况,对主切削力进行了实验对比分析,验证了仿真的可行性.研 究结果表明:背吃刀量和进给量分别增大1倍时,主切削力分别增加约100%和74%,当切削速度大于60m/min 时,主切削力逐渐减小,并趋向稳定于150N;背吃刀量、进给量和切削速度分别增大1倍时,切削温度分别增加 约7%,9%和22%;刀具的最大等效应力出现在前刀面主切削刃附近,最高切削温度出现在工件切削层第二变形区 的主切削刃附近;模拟得到的主切削力与实验结果之间最大误差为12.2%,最小误差为3.2%.为进一步优化 20CrMo钢的切削工艺提供了重要依据.     

基于响应面法的不同锯料角锯齿的木材切削力模型

木材锯切为闭式切削,其中侧刃的作用不可忽视。为探寻锯切过程中侧刃对切削力的影响并将其量化,采用不同锯料角锯齿对樟子松Pinus sylvestris和水曲柳Fraxinus mandshurica做单齿切削力试验,利用响应面分析法中的四因素三水平的Box-Behnken Design（BBD）试验设计和建模方法,研究了锯料角、切削厚度、含水率和刀具前角等参数对切削力的影响,并建立切削力模型。结果发现:采用响应面法建立的木材切削力多元回归数学模型,可较为有效地反映切削力与各因素之间的关系（R2=0.92和R2=0.94）;在闭式切削过程中,锯齿的锯料角对切削力有一定影响,且随着锯料角的增加,切削力缓慢降低;切削厚度对切削力影响显著,其次是刀具前角,木材含水率、锯料角对切削力的影响最小。     

红壳竹竹材物理力学性质的研究

红壳竹竹材的物理力学性质与竹龄、竹秆部位均有密切关系。竹材的干缩性随竹龄增加逐渐减少;基本密度,顺纹抗压强度,顺纹抗拉强度和抗弯强度都随竹龄增加而增加,至５￣６年生达最大值。竹秆由下至上,含水率、干缩性逐渐减少,维管束密度和基本密度逐渐增加,力学强度亦相应提高,竹材横断面的不同分割对抗压强度有极显著的影响。     

雷竹人工林竹材物理力学性质

为了有效利用雷竹Phyllostachys praecox竹材,对雷竹人工林竹材物理力学性质进行了研究.结果表明:竹龄对雷竹的物理力学性质有显著的影响;竹材的径向、弦向和体积干缩系数随竹龄增加逐渐减小;基本密度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度和抗弯强度都随竹龄增加而增加,至4～5年生较稳定.竹秆由下至上,含水率和干缩性逐渐减小;维管束密度和基本密度逐渐增加,力学强度亦相应提高.根据材性来看,竹材的采伐利用以4～5年生为合适.表3参10     

毛竹物理性质对刨切表面质量的影响

为合理制订竹材切削工艺,提高竹材切削质量,该文经刨切实验,利用触针式表面粗糙度测量仪,测量并分析了毛竹不同切面、密度、含水率等物理性质对刨切表面粗糙度的影响规律。结果表明,竹材不同切面切削质量有明显区别,纵向刨切表面质量优于横向刨切; 竹材密度及含水率对刨切表面质量影响较为明显。密度越大,刨切表面质量越高;含水率与刨切表面粗糙度呈良好的二次曲线关系。      

影响40Cr钢切削力的主要因素研究

采用3种不同材料的硬质合金刀具,通过改变切削用量三要素的方法,在CA6140A车床上对40Cr钢进行干切削,分别得到了切削用量三要素对试验结果的影响程度和3种刀具干车削40Cr钢的切削力经验公式,利用基于有限元的工艺仿真软件Deform-3D对40Cr钢的干切削过程进行了模拟仿真,并将仿真结果和经验公式值分别与试验结果数据进行了对比.结果表明:背吃刀量对切削力的影响最大,其次是进给量和切削速度;YG8可转位车刀对40Cr钢的切削性能优于YW2和YT15可转位车刀;切削力经验公式更适于对40Cr钢切削力的预测,为进一步优化40Cr钢的切削工艺提供了一定依据.     

木塑复合材料铣削加工表面粗糙度及其预测模型的研究

在木塑复合材料（WPC）的加工过程中,加工精度低、切削表面质量差等问题时有发生,而切削力和切削温度对刀具的寿命和加工表面质量有着非常重要的影响。采用硬质合金单齿柄铣刀对木塑复合材料进行铣削试验,研究主轴转速、进给速度、切削深度等切削参数对切削力、切削温度、加工表面粗糙度的影响。在试验数据的基础上,采用BP神经网络建立了WPC加工表面粗糙度的预测模型。结果表明,随着主轴转速增大,WPC的切削力减小,切削温度增大,表面粗糙度减小;随着进给速度增大,WPC的切削力增大,切削温度减小,表面粗糙度增大;随着铣削深度增加,WPC的切削力增大,切削温度增大,表面粗糙度逐渐增大。建立的预测模型具有较高的精度,能够用于WPC铣削加工表面粗糙度的预测,为提高WPC加工表面质量、刀具使用寿命提供了理论和实践指导。     

木材切削中木材硬度及密度与切削功率的关系

一、前言 木材切削功率和切削力对于木材切削机床的设计与使用都是一种重要的基本技术参数。因此准确地计算切削功率和切削力有重要意义。 要达到准确的目的,就必须了解:树种、含水率、密度、硬度、木材的纹理朝向、切削速度、切削圆直径、切刀各角度、进给速度、切削深度等因素与切削功率或切削力的关系,并从中找出规律性的东西,建立起计算切削功率的公式。在这些因素中,被加     

方竹材基本密度和干缩性变异规律的研究

对不同年龄、不同胸径、竹竿不同部位方竹材基本密度和干缩性的进行了测定和分析,结果表明,年龄对方竹材基本密度和干缩性影响均极显著,竹竿部位对方竹材基本密度和除高向干缩系数以外的干缩性指标影响极显著,胸径对方竹材基本密度影响极显著,对方竹材体积干缩系数影响显著,对方竹材弦向干缩系数、径向干缩系数、高向干缩系数影响不显著;年龄影响的重要程度大于胸径和竹竿部位;方竹材基本密度和干缩性表现为:上部＞中部＞下部,随胸径增大而减小,基本密度随年龄增大而增大,而干缩性均随着年龄的增大而减小,而且基本密度和干缩性稳定期在3     

柠条剪断力与刀具前角之间关系的研究

设计了前角分别为300、30°、45°、50°、60°、70°的切刀,对含水率为55%左右,直径为10、11、12、13、14、15 mm的鲜柠条进行了剪切实验,分析了刀具前角对柠条剪切力的影响.结果表明,相同直径的柠条剪断力平均值有随刀具角度增大而增大的趋势,相同前角的刀具剪切柠条时,剪断力半均值有随柠条直径的增大而增大的趋势.     

木材斜角切削时垂直分力的研究

根据试验结果研究了在木材斜角切削时,垂直于切削方向上的分力与刃倾角及法面前角的关系。试验分为斜角纵向切削和斜角横向切削两部分,采用两种试材和两种切屑厚度。通过试验,找出了刃倾角和法面前角对垂直分力的影响规律;通过数学分析,对垂直分力的计算方法进行了研究。     

超薄木片切削机刀具的优化设计

依据木材切削的基本知识及有限元分析方法设计刀具,首先利用ANSYS对刀具进行建模,然后对刀具进行模拟加载和结果分析,从而确定刀具前角可取57°～62°,后角可取8°～13°,最后通过超薄木片切削机实际加工加以验证.最终结果证明所采用的刀具设计方法可行,木片切削质量和效率能满足加工要求.     

烟秆切割力影响因素试验研究

为了解影响烟秆切割力大小的因素,自制夹具,在万能试验机上对烟秆试样进行了单因素和多因素切割力测试。单因素试验结果表明：无论采用光刀片还是锯齿形刀片,以滑切方式切割的切割力最小;光刀片和锯齿形刀片滑切的切割力都与切割速度呈负相关,与切割角度和试样直径呈正相关。多因素试验结果表明：影响烟秆切割力的因素由大到小依次为切割速度、切割方式、切割角度、试样直径、切割刀片形式;最佳切割方案为滑切,切割速度为300 mm/s,切割刀片为光刀,切割角度为0°,试样直径为26.5 mm。     

基于机器人采摘的柑橘果柄切割力学特性研究

为了给柑橘采摘机器人切割装置设计提供依据,根据采摘时被切割果柄弯曲的工作状态,设计了果柄切割夹持试验架,对柑橘果柄进行了不同切割条件的切割试验。结果表明:切割过程中,柑橘果柄发生弯曲,随着滑切角增大,果柄产生的起始裂纹从外侧转移到内侧,同时果柄切口更光滑;切割速度、刀具形式和滑切角均显著影响柑橘果柄的切割力学参数;随着切割速度的增大,峰值切割力、切割功率和切割位移均先快速减小,然后缓慢减小;随着滑切角的增大,峰值切割力减小,但切割位移先减少后增大;当滑切角为0°时,相比平刀和齿刀,弧刀对柑橘果柄的峰值切割力和切割位移最少;采用平刀切割,滑切角不应太大,以免切割位移过大,降低采摘速度;使用齿刀切割,滑切角应大于30°,不但峰值切割力大大减小,而且切割位移增加也较小。     

青饲料收获机切碎辊刀具的优化设计及试验

青饲料收获机切碎辊刀具的设计直接影响秸秆的切割质量。刀具与秸秆接触时的受力分析表明,切割力与秸秆的压应力有关,而压应力不仅与秸秆物理特性有关,也与刀刃的倾斜角有关。利用Ansys-Workbench有限元软件进行仿真分析,结果表明,当刀具材料为65Mn、刀具厚度为8 mm、刀尖倾斜角度为30°时,刀具的等效应力最小。以秸秆层厚度、刀具倾斜角、秸秆含水率为试验因素,以切割装置切割秸秆时的扭矩值为试验指标,通过正交试验及交互作用分析,确定了因素对指标影响的主次关系为：A2>C2>B2>A>BC>AC>C>B,当秸秆层厚度7.5 cm、刀具倾斜角度35°、秸秆含水率35%时,刀辊扭矩值最小。验证试验结果表明选取的较优参数组合真实可行。该研究为新型刀具及防堵刀辊的机理研究提供了理论和试验借鉴。     

青饲料收获机切碎辊刀具的优化设计及试验

青饲料收获机切碎辊刀具的设计直接影响秸秆的切割质量。刀具与秸秆接触时的受力分析表明，切割力与秸秆的压应力有关，而压应力不仅与秸秆物理特性有关，也与刀刃的倾斜角有关。利用Ansys-Workbench有限元软件进行仿真分析，结果表明,当刀具材料为65Mn、刀具厚度为8 mm、刀尖倾斜角度为30°时，刀具的等效应力最小。以秸秆层厚度、刀具倾斜角、秸秆含水率为试验因素，以切割装置切割秸秆时的扭矩值为试验指标，通过正交试验及交互作用分析，确定了因素对指标影响的主次关系为：A2>C2>B2>A>BC>AC>C>B，当秸秆层厚度7.5 cm、刀具倾斜角度35°、秸秆含水率35%时，刀辊扭矩值最小。验证试验结果表明选取的较优参数组合真实可行。该研究为新型刀具及防堵刀辊的机理研究提供了理论和试验借鉴。     

土壤-耕具接触的有限元仿真分析

利用数值模拟结合正交试验设计方法,研究不同刀具楔角、耕作深度和土壤-耕具间摩擦因数对切削阻力的影响,及切削过程中土壤裂纹的扩展形态。模拟结果表明:当楔角一定时,随着耕深和摩擦因数的增加,裂纹长度随之增加且趋于平缓;当楔角和耕深不变,摩擦因数不同时,裂纹形态的扩展趋势不同;当楔角为20°,耕深为10cm,摩擦因数为0.45时切削力较小;而当楔角为25°,耕深为20cm,摩擦因数为0.70时切削阻力较大。楔角、耕深及土壤-耕具间摩擦因数都是影响耕作过程切削阻力大小的因素,而且因素间的交互影响不可忽视。不同因素水平下土壤切削过程产生的裂纹形态及切削力大小不同。     

往复式灌木切割器滑切角对灌木切割的影响

为了解往复式灌木切割器的滑切角对切割力的影响,在自制的往复式单刀切割试验台上,通过改变滑切角角度研究了滑切角与灌木最大切割力的关系,以及刀刃角和曲柄转速对滑切过程的影响.结果表明:1)往复式灌木切割器的滑切角适用范围为0°-10°.2)当滑切角较小时(≤10°),增大刀刃角有利于滑切过程并降低最大切割力.3)当滑切角较...